經(jīng)管類實驗教學(xué)中心虛擬仿真實驗建設(shè)之探索

周奕 顧意剛

摘要：依靠信息化技術(shù)建設(shè)虛擬仿真實驗是落實經(jīng)管類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要舉措，以南京林業(yè)大學(xué)為例，從虛擬仿真實驗教學(xué)中心和虛擬仿真實驗項目兩個方面的建設(shè)做了探索，就如何搭建開放、共享的仿真實訓(xùn)特色平臺、安全可靠的硬件保障平臺、客觀科學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量評價平臺等三個虛擬仿真實驗教學(xué)中心核心支撐平臺以及保障虛擬仿真實驗項目建設(shè)的校企合作平臺做了具體探討。

關(guān)鍵詞：經(jīng)管實驗教學(xué)中心;創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng);虛擬仿真;實驗教學(xué)

Abstract：The construction of virtual simulation experiment based on information technology is an important measure to realize the training goal of innovative application talents in economics and management.Taking Nanjing Forestry University as an example，this paper explores the construction of virtual simulation experiment teaching center and virtual simulation experiment project，and discusses how to build an open and shared simulation training platform.Three core supporting platforms of virtual simulation experiment teaching center，such as safe and reliable hardware support platform，objective scientific experiment teaching quality evaluation platform，and the school-enterprise cooperation platform for virtual simulation experiment project construction are discussed in detail.

Key words：Economic management experimental teaching center;innovative applied talents training;virtual simulation;experimental teaching

虛擬仿真實驗建設(shè)是我國教育信息化建設(shè)的重要舉措。國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）提出加快教育信息化進(jìn)程;（教技[2012]5號）教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》的通知，制定了教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2010-2020年）;2013年（教高司[2013]94號）關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作通知，啟動了國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作;2017年（教高廳[2017]4號）教育部辦公廳關(guān)于2017-2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)的通知，開啟了國家級虛擬仿真實驗項目建設(shè)工作。虛擬仿真實驗教學(xué)是依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實驗環(huán)境和實驗對象[1]。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的飛速發(fā)展，以虛擬仿真為主要基礎(chǔ)的實驗經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域取得的成就證明了“經(jīng)濟(jì)學(xué)是一門可以實驗的科學(xué)”。經(jīng)管類創(chuàng)新型應(yīng)用人才是我國高校經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院本科教學(xué)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)。與課堂理論教學(xué)相比，實驗教學(xué)更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)，因此實驗中心是高校創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)的重要平臺[2]。如何依托虛擬仿真技術(shù)規(guī)劃建設(shè)好經(jīng)濟(jì)管理實驗中心為經(jīng)濟(jì)管理創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)服務(wù)是值得重視與探索的問題。

案例學(xué)校經(jīng)濟(jì)管理實驗中心成立于2000年，依托農(nóng)林經(jīng)濟(jì)管理（國家級特色專業(yè)、江蘇省“十二五”重點專業(yè)，國家林業(yè)局、江蘇省重點學(xué)科），工商管理（江蘇省特色專業(yè)），信息管理與信息系統(tǒng)（江蘇省“十二五”重點專業(yè)）等專業(yè)建設(shè)而成。2007年通過江蘇省省級基礎(chǔ)實驗教學(xué)示范中心驗收。根據(jù)示范中心的建設(shè)要求結(jié)合學(xué)科特點與教學(xué)要求，確立了中心的實驗教學(xué)理念：遵循以人為本的育人理念，立足于經(jīng)濟(jì)管理學(xué)科發(fā)展前沿，持續(xù)加強維護(hù)自然和人類可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)林經(jīng)管專業(yè)特色，堅持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的復(fù)合型才培養(yǎng)。自2012年以來中心一直在省級基礎(chǔ)實驗示范中心的基礎(chǔ)上探索虛擬仿真實驗教學(xué)建設(shè)，在確定了中心的實驗教學(xué)理念，制定好相配套的實驗教學(xué)培養(yǎng)模式后，就如何構(gòu)建好虛擬仿真實驗教學(xué)中心的核心支撐平臺以及搭建好虛擬仿真實驗項目建設(shè)保障平臺做了以下幾個方面嘗試。

1建設(shè)虛擬仿真實驗教學(xué)中心核心支撐平臺

1.1安全、可靠的虛擬仿真實驗教學(xué)管理硬件保障平臺

如同理工類實驗室建設(shè)一樣，組建經(jīng)濟(jì)管理類實驗中心首先必須建設(shè)具有高品質(zhì)儀器設(shè)備保障的實驗環(huán)境。一般經(jīng)管類實驗中心在總體布局劃分上是由數(shù)據(jù)中心、控制室及若干實驗功能室組成。

數(shù)據(jù)中心是實驗中心的心臟，保障著實驗中心內(nèi)各應(yīng)用軟件的運行與數(shù)據(jù)處理，主要由應(yīng)用服務(wù)器、存儲服務(wù)器、FC存儲交換機、核心路由器、三層核心交換機等設(shè)備構(gòu)成。應(yīng)用服務(wù)器是用來安裝與運行B/S或C/S模式下服務(wù)器端應(yīng)用軟件;存儲服務(wù)器、FC存儲交換機主要用于數(shù)據(jù)的存儲與備份;核心路由器、三層核心交換機構(gòu)建了網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)間信息交換的高速通路。相關(guān)設(shè)備的選型與數(shù)量要根據(jù)中心內(nèi)實驗教學(xué)軟件的數(shù)量、版本號與同時間實驗人數(shù)而定。一般針對服務(wù)器硬件都采用虛擬化群集技術(shù)處理，把硬件對軟件的影響降到最低。由于數(shù)據(jù)中心功能上的重要性，應(yīng)當(dāng)遵循建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置在恒溫恒濕的相對封閉的環(huán)境中，配備不間斷電源、溫濕報警器、煙霧報警器，視頻監(jiān)控等設(shè)備。

在此基礎(chǔ)上，控制室是供實驗室管理人員通過各類終端對數(shù)據(jù)中心進(jìn)行操作控制，對各實驗功能室進(jìn)行日常監(jiān)控管理的區(qū)域，有相關(guān)配套的控制終端及顯示終端設(shè)備即可，對環(huán)境沒有特殊要求。

經(jīng)管類實驗中心的實驗功能室里的設(shè)備區(qū)別不是太大，主要是相應(yīng)規(guī)模的pc、以太網(wǎng)交換機等計算機與網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，投影、大屏、輔屏、音箱、音視頻矩陣等多媒體控制設(shè)備;主要的不同是在環(huán)境布局與實驗人數(shù)規(guī)模上。每個實驗功能室最好能按可同時接納實驗人數(shù)為70位或105位進(jìn)行布局，因為案例高校一個自然教學(xué)班的人數(shù)為35人，在實驗中心開展的實訓(xùn)一般會是2-3個自然班同時進(jìn)行，尤其是跨專業(yè)的綜合實訓(xùn)。一個中心擁有3-5個功能室一般就應(yīng)該可以滿足一個經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院10個左右專業(yè)的1500名全日制本科生的校內(nèi)所有的實踐需求。需要強調(diào)的是，功能室在規(guī)劃設(shè)計時一定注意布局的合理性與電力負(fù)載、控制的安全性。

1.2共享可靠、開放高效、特色鮮明的虛擬仿真實訓(xùn)平臺

有了硬件平臺保障，經(jīng)管類實驗中心要正常高質(zhì)地開出實驗實踐課程，還必須要有各類軟件選型與開發(fā)設(shè)置，搭建出共享可靠、開放高效、特色鮮明的虛擬仿真實訓(xùn)平臺。其平臺主要由虛擬化管理系統(tǒng)、開放預(yù)約管理系統(tǒng)以及仿真教學(xué)軟件系統(tǒng)組成。

虛擬化管理系統(tǒng)主要是指服務(wù)器虛擬化群集管理與云桌面系統(tǒng)。虛擬化群集管理是對中心所有的硬件服務(wù)器集中部署，保障實驗軟件運行的高可用性和高可靠性。當(dāng)一臺虛擬服務(wù)器出現(xiàn)問題，備用虛擬服務(wù)器就會偵測到，并立即接續(xù)故障服務(wù)器來執(zhí)行軟件運行業(yè)務(wù)，保證實驗軟件運行的連續(xù)性。云桌面系統(tǒng)使用可以對中心的實驗終端進(jìn)行快速部署，便捷維護(hù)。師生們不但可以通過云終端使用實驗中心各項資源，而且通過電腦、PAD、智能手機可以遠(yuǎn)程連接到云桌面上進(jìn)行操作，保障實訓(xùn)平臺的可靠與共享。當(dāng)前流行的虛擬化軟件主要有：VMware ESXI、VMware vSphere等。

開放預(yù)約管理系統(tǒng)是中心實現(xiàn)開放預(yù)約管理的支撐體系。主要通過實驗中心的機房課程管理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)電源控制管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及門禁系統(tǒng)相集成，實現(xiàn)實驗室設(shè)備課內(nèi)課外的預(yù)約使用，保證實驗中心的全天候開放。與此同時，與校信息中心緊密配合，依托學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)實名身份認(rèn)證，上網(wǎng)行為管理，防火墻等信息安全設(shè)備，實現(xiàn)開放管理中網(wǎng)絡(luò)信息安全、使用記錄齊全、監(jiān)管無盲區(qū)。

仿真教學(xué)軟件系統(tǒng)是整個虛擬仿真實訓(xùn)平臺中最重要的系統(tǒng)，是保障實驗實踐教學(xué)活動開展的各類仿真教學(xué)軟件集合。中心現(xiàn)擁有VBSE虛擬商業(yè)社會環(huán)境等2套跨專業(yè)實訓(xùn)軟件;金碟K3、用友U8等20多套虛擬仿真專業(yè)實驗教學(xué)軟件;EVIEWS、STATA、MATLAB、SPSS、GAMES等10多套數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析工具軟件;巨靈、國泰安、同花順等金融數(shù)據(jù)庫，構(gòu)成了中心種類齊全、專業(yè)性強的仿真教學(xué)軟件系統(tǒng)的基本框架。在此基礎(chǔ)上立足案例高校的林業(yè)背景，通過與著名的教育軟件系統(tǒng)提供商建立起戰(zhàn)略合作關(guān)系，擬對《VBSE虛擬商業(yè)社會環(huán)境》軟件進(jìn)行二次開發(fā)。以林下生產(chǎn)經(jīng)營過程為核心，結(jié)合我院教師的教學(xué)科研案例，通過虛擬的市場環(huán)境、商務(wù)環(huán)境、政務(wù)環(huán)境和公共服務(wù)環(huán)境，實現(xiàn)仿真經(jīng)營和業(yè)務(wù)運作，并且可以進(jìn)行宏觀微觀管理、多人協(xié)同模擬經(jīng)營與多組織對抗，打造宣傳生態(tài)文明理念、特色鮮明具有自主軟件著作權(quán)的“綠色企業(yè)虛擬仿真綜合實訓(xùn)”軟件項目。

1.3客觀、科學(xué)的虛擬仿真實驗教學(xué)評價平臺

建立客觀、科學(xué)的經(jīng)濟(jì)管理類實驗教學(xué)質(zhì)量的評價體系，對于提高經(jīng)濟(jì)管理類虛擬仿真實驗教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動廣大教師積極性和創(chuàng)造性，推動虛擬仿真實驗教學(xué)創(chuàng)新，具有重要的意義。

由于經(jīng)管類虛擬仿真實驗教學(xué)過程的復(fù)雜性、實驗內(nèi)容的模擬實習(xí)性和綜合性、實驗過程與結(jié)果不確定性，以及對實驗教師的綜合能力尤其是計算機操作處理要求較高等特征，導(dǎo)致實驗教學(xué)質(zhì)量的評價難度較大。為解決這一問題，本研究認(rèn)為通過三步驟處理較為合適。首先，考慮評價主體的多元性與評價過程的全面性，合理建立與經(jīng)管類虛擬仿真實驗教學(xué)相符合的評價指標(biāo)體系。參與經(jīng)管類虛擬仿真實驗教學(xué)質(zhì)量評價的主體應(yīng)該涉及到實驗學(xué)生、實驗室管理人員、實驗教師、行業(yè)專家等;對經(jīng)管類虛擬仿真實驗教學(xué)質(zhì)量的評價應(yīng)該全面涵蓋實驗開始前→實驗教學(xué)進(jìn)行中→實驗教學(xué)后三個環(huán)節(jié)。其次，設(shè)計出相對應(yīng)的全面系統(tǒng)調(diào)查問卷與量表，在此基礎(chǔ)上開發(fā)出“基于web的實驗教學(xué)質(zhì)量評價系統(tǒng)”。再者，結(jié)合具體的虛擬仿真實驗項目，在“基于web的實驗教學(xué)質(zhì)量評價系統(tǒng)”中，開展虛擬仿真實驗教學(xué)質(zhì)量評價[3]。上述評價結(jié)果既可以在短期內(nèi)用于同一實驗項目的不同年份、不同教師和不同實驗環(huán)節(jié)的比較分析，也可以通過長期數(shù)據(jù)積累形成對某一個教師的發(fā)展評價，為更好地改進(jìn)虛擬仿真實驗教學(xué)的質(zhì)量提供科學(xué)的參考依據(jù)。

2保障虛擬仿真實驗項目開發(fā)的校企合作平臺

建設(shè)好虛擬仿真實驗教學(xué)中心是虛擬仿真實驗教學(xué)的基礎(chǔ)工作，最終要開發(fā)出適合創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)的特色虛擬仿真實驗項目。創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)是以學(xué)生為本的，實施全過程、全方位、全要素的“全域教育”[4]。既要有理論教學(xué)又要有實踐教學(xué)，既要有校內(nèi)的課程學(xué)習(xí)又要有外部企業(yè)有側(cè)重點的職業(yè)探索。由于受國家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略、地區(qū)發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)人才需求等層面的影響，企業(yè)參與到高校人才儲備培養(yǎng)過程的積極性日益提高。因此落實全域性創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式，必須在校企雙方意愿一致的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮校企雙方各自的優(yōu)勢，以校內(nèi)專業(yè)培養(yǎng)為基礎(chǔ)、外部資源開拓為羽翼，實現(xiàn)二者互為補充、相互促進(jìn)，共同培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)社會需要的創(chuàng)新型應(yīng)用人才[5]。

實驗教學(xué)中心也應(yīng)從校企雙方各自的需要出發(fā)建設(shè)校企合作平臺，保障虛擬仿真實驗項目開發(fā)。在充分利用虛擬仿真實驗教學(xué)中心的軟硬件實驗條件，為企業(yè)提供服務(wù)的基礎(chǔ)上了解、整理企業(yè)特色需求，由此開發(fā)適應(yīng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)的特色虛擬仿真實驗項目，同時為企業(yè)培養(yǎng)、儲備大量優(yōu)秀人才。案例學(xué)校首先以采購《VBSE》虛擬商業(yè)社會環(huán)境軟件為契機，促成了學(xué)校與國內(nèi)知名的實驗教學(xué)系統(tǒng)提供商達(dá)成了《綠色企業(yè)虛擬仿真綜合實訓(xùn)項目》開發(fā)戰(zhàn)略合作協(xié)議。通過合作協(xié)議不僅讓該公司參與到案例學(xué)院的實驗教學(xué)過程，保障該軟件在人才培養(yǎng)體系中有效開展，而且為案例學(xué)院的特色虛擬仿真實驗項目的開發(fā)尋找到了專業(yè)開發(fā)VR項目的技術(shù)保障。同時案例學(xué)校與校EDP（高層管理者培訓(xùn)與發(fā)展中心）合作，通過各種方式（人員培訓(xùn)、技術(shù)推廣、咨詢服務(wù)等）吸引相關(guān)特色企業(yè)使用實驗教學(xué)中心已建設(shè)好的的軟硬件實驗教學(xué)平臺，院實驗教師在使用過程中全程跟蹤服務(wù)，從而掌握相關(guān)特色企業(yè)的特殊具體需求，進(jìn)而為案例學(xué)院凝聚出特色科研案例與數(shù)據(jù)。以此為依據(jù)中心與戰(zhàn)略合作協(xié)議合作方，共同開發(fā)出特色虛擬仿真實驗項目《綠色企業(yè)虛擬仿真綜合實訓(xùn)項目》，進(jìn)而為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)服務(wù)。這樣就形成了特色需求企業(yè)、VR技術(shù)開發(fā)保障企業(yè)與實驗中心三方在中心實驗教學(xué)平臺上的互利合作。通過此合作平臺，不但豐富了中心跨專業(yè)虛擬仿真綜合實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容;并在落實好優(yōu)勢互補的校內(nèi)外導(dǎo)師制基礎(chǔ)上，通過合作企業(yè)提供的自有品牌互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)就業(yè)推薦平臺和組織相關(guān)企業(yè)舉行校內(nèi)專場招聘會等方式為我校學(xué)生提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)、推介相關(guān)企業(yè)扶持，介紹種子基金為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目孵化提供一定保障的同時也積極為相關(guān)企業(yè)提供了大量的優(yōu)秀人才儲備。

參考文獻(xiàn)：

[1]王籃儀，羅通.基于虛擬仿真技術(shù)的傳感器實驗教學(xué)改革研究[J].福建電腦，2017 （4）：165-166.

[2]周奕，淺議經(jīng)濟(jì)管理類實驗教學(xué)創(chuàng)新[J].烏魯木齊成人教育學(xué)院學(xué)報，2007，15 （4）：78-81.

[3]謝煜，周奕.高校經(jīng)管類實驗教學(xué)質(zhì)量評價之探索——基于多主體和全過程的方法[J].亞太教育，2016 （32）：176-177.

[4]張偉星，以“全域教育”理念引領(lǐng)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育[N]，中國教育報，2018-4-19 （8）.

[5]趙玉萍，邢李紅.“校企合作”人才培養(yǎng)模式的探討與實踐[J].山東放置經(jīng)濟(jì)，2016 （10）：48-52.